浙江海鹽核能供熱示范工程投產(chǎn)

“暖核一號”二期工程正式投運

近年來，以核能、風(fēng)能、太陽能等為代表的清潔能源在我國能源消費中的占比不斷提升。國家發(fā)展改革委公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國清潔能源消費占比達(dá)到25.5%。正如一條“鯰魚”，雛形初現(xiàn)的清潔能源供暖攪動傳統(tǒng)能源主導(dǎo)的供暖領(lǐng)域，為供暖領(lǐng)域瞄準(zhǔn)“雙碳”目標(biāo)，開展智慧轉(zhuǎn)型，帶來更多可能。

山西靈丘縣，群山環(huán)抱。西北風(fēng)呼嘯著掠過山尖，整個縣城冷得在風(fēng)中打顫。去年入冬以來，靈丘縣室外氣溫多次突破零下10攝氏度。但在該縣五靈鎮(zhèn)易地扶貧搬遷戶王期兵的家中，暖氣熏得人暖洋洋的，室溫達(dá)到20攝氏度。

不再需要燒煤，憑借風(fēng)電供暖，王期兵享受到了和城市同樣的供暖服務(wù)。“咋也沒想到吹了一輩子的山風(fēng)，現(xiàn)在能供暖了。”王期兵感到不可思議。

近年來，以核能、風(fēng)能、太陽能等為代表的清潔能源在我國能源消費中的占比不斷提升。國家發(fā)展改革委公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國清潔能源消費占比達(dá)到25.5%。

在冬季大氣污染治理以及“雙碳”目標(biāo)壓力下，我國居民的取暖方式正變得“百花齊放”，核能供暖、風(fēng)電供暖、生物質(zhì)能供暖、地?zé)崮芄┡惹鍧嵞茉垂┡绞郊铀倨占啊?/p>

《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》中明確，太陽能熱利用、地?zé)崮芄┡⑸镔|(zhì)供熱、生物質(zhì)燃料等非電利用規(guī)模達(dá)到6000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上。

面對既定的“雙碳”目標(biāo)，推動供暖能源清潔化、低碳化已從一道“選答題”逐漸成為“必答題”，我國正在加速探索如何“解題”。

清潔能源供暖，雨后春筍般發(fā)展

“不用燒煤了以后，我們把鍋爐都當(dāng)廢鐵賣了。”山東海陽市豐源熱力有限公司是海陽市供熱特許經(jīng)營企業(yè)，該公司生產(chǎn)技術(shù)部經(jīng)理李常科告訴科技日報記者，自核能供暖啟用后，該公司原有換熱站40噸熱水鍋爐已經(jīng)拆除。

2021年，依托海陽核電站，我國首個也是最大的商用核能供熱項目“暖核一號”二期工程正式投運，供暖范圍覆蓋海陽主城區(qū)，讓20萬居民享受到了核能帶來的溫暖，海陽也成為我國首個“零碳”供暖城市。

同年，秦山核電與海鹽縣簽訂協(xié)議，雙方合作開展“浙江海鹽核能供熱示范工程”，這是我國南方地區(qū)首個核能供熱工程。建成后的首個供暖季，4000余戶海鹽居民享受到了和北方城市一樣的“暖氣自由”。預(yù)計到2025年，該項目全面建成后，供暖面積將達(dá)到400萬平方米，基本覆蓋海鹽主城區(qū)和秦山街道、澉浦鎮(zhèn)。

2022年末，遼寧紅沿河鎮(zhèn)也依托當(dāng)?shù)丶t沿河核電站，成為東北首個核能供暖地區(qū)。

清潔能源參與供暖并非近年才有的新鮮事。

在2016年底召開的中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第十四次會議上，習(xí)近平總書記強調(diào)，推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖，關(guān)系北方地區(qū)廣大群眾溫暖過冬，關(guān)系霧霾天能不能減少，是能源生產(chǎn)和消費革命、農(nóng)村生活方式革命的重要內(nèi)容。要按照企業(yè)為主、政府推動、居民可承受的方針，宜氣則氣，宜電則電，盡可能利用清潔能源，加快提高清潔供暖比重。

隨后，清潔能源供暖如雨后春筍般發(fā)展。

“暖核一號”一期工程在2019年11月率先建成。風(fēng)電供暖則起步更早。2018年，國家電力投資集團(tuán)有限公司(以下簡稱國家電投)于山西靈丘縣投資建設(shè)40萬千瓦風(fēng)電供暖項目，成為我國目前建設(shè)的最大風(fēng)電供暖項目。7000余名易地扶貧搬遷居民享受到了風(fēng)電帶來的溫暖。

過去數(shù)年間，在內(nèi)蒙古、黑龍江、吉林等風(fēng)電資源較為充足的地區(qū)，國家電投、國家能源集團(tuán)、華能集團(tuán)等大型能源企業(yè)先后投資建設(shè)多個風(fēng)電供暖項目，總裝機容量突破百萬千瓦。

“風(fēng)電供暖需要先將電能轉(zhuǎn)化為熱能。”山西靈丘風(fēng)電供暖項目負(fù)責(zé)人、國家電投河北公司(雄安公司)晉北區(qū)域新能源總站副站長曹孝斌向記者介紹，風(fēng)電供暖常用的電熱轉(zhuǎn)化設(shè)備為蓄熱電鍋爐。以山西靈丘風(fēng)電供暖項目所用蓄熱電鍋爐為例，其主要包括電阻絲及蓄熱磚。蓄熱磚由氧化鎂磚和氧化鋁磚組成，能夠被加熱到700攝氏度以上并進(jìn)行儲熱。除熱源不同外，蓄熱電鍋爐的換熱原理和換熱流程與傳統(tǒng)燃煤鍋爐基本一致，因此基礎(chǔ)設(shè)施可實現(xiàn)共通共用。

除集中供暖外，近年來，清潔能源在分布式供暖中也逐漸扮演重要角色。生物質(zhì)能作為其中之一，在農(nóng)村地區(qū)散煤替代中發(fā)揮著重要作用。

生物質(zhì)能是秸稈等農(nóng)林廢棄物經(jīng)專業(yè)加工后制成的清潔能源。雖然燃燒過程會釋放部分二氧化碳，但從全生命周期來看，其仍然是零碳排放能源，且相比散煤較少產(chǎn)生硫氧化物、氮氧化物等污染物。

隨著相關(guān)技術(shù)不斷取得突破，生物質(zhì)能發(fā)展逐漸加速。如上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責(zé)任公司(以下簡稱上海成套院)憑借國內(nèi)首次研發(fā)出的黑顆粒高溫水洗技術(shù)，開發(fā)出了移動式綠能顆粒生產(chǎn)裝置“秸能一號”，有效破解了生物質(zhì)能燃料儲運不便、價高質(zhì)低等瓶頸。目前，該裝置已在黑龍江省佳木斯市“一區(qū)三縣”開展供暖散煤替代試運行，預(yù)計將在2024年實現(xiàn)佳木斯全市域農(nóng)村約1000萬平方米清潔取暖散煤替代。

算經(jīng)濟(jì)賬，更要算生態(tài)賬

“溫暖一座城 湛藍(lán)一片天”，這是海陽開展核能供暖時經(jīng)常提到的一句口號，后來這句口號又補充了半句，“少交一塊錢”。

2021年，海陽核電“暖核一號”二期工程正式投運后，海陽居民的取暖費不升反降，由過去的每平方米22元降至21元。核能供暖給當(dāng)?shù)鼐用駧砹丝吹靡姷膶嵒荨?/p>

取暖費下降背后，是供暖企業(yè)省下的真金白銀。

此前供暖季，當(dāng)?shù)毓┡疽獜暮颖钡鹊刭徺I至少18萬噸原煤，燃煤鍋爐配套的脫硫設(shè)備等還需額外耗電。不再需要燃煤供暖后，其一年僅耗電量便可減少900萬度。開啟核能供暖后，海陽市已將12臺燃煤鍋爐全部拆除，熱力企業(yè)改為從核電站購買熱源，再利用原有管網(wǎng)輸送熱源，由此省去了大筆設(shè)備、人工、運維等費用，居民取暖成本得以降低。

海鹽居民對此同樣有切身感受。此前海鹽縣楓葉小區(qū)取暖主要依靠小區(qū)自建的天然氣供暖設(shè)備，每個供暖季物業(yè)向居民收取每平方米46元的取暖費。而在核能供暖覆蓋該小區(qū)后，其取暖費價格下降為每平方米30元。

居民得實惠，企業(yè)同樣不吃虧。

風(fēng)電企業(yè)開展供暖業(yè)務(wù)更加看重其消納“棄風(fēng)”的價值。由于風(fēng)電具有較強的不穩(wěn)定性，通常一定區(qū)域范圍內(nèi)的風(fēng)電存在上網(wǎng)總量限制，即發(fā)出的電力并不一定能夠全部并入電網(wǎng)，超出限制無法上網(wǎng)的風(fēng)電被稱為“棄風(fēng)”。風(fēng)電供暖項目則為消納“棄風(fēng)”提供了適宜場景。

曹孝斌表示，風(fēng)電供暖項目能為風(fēng)電企業(yè)帶來整體效益改善。按照相關(guān)規(guī)定，風(fēng)電供暖項目所用電量可以按照一定比例轉(zhuǎn)換為風(fēng)電場增加的上網(wǎng)電量。

以山西靈丘風(fēng)電供暖項目為例，其每個采暖季可消耗電力約1億千萬時，其中可利用電網(wǎng)谷段電力約9600萬千瓦時。

“如果這部分谷段電力全部來自原本的‘棄風(fēng)’電力，即使按照平價電價計算，增加的這部分上網(wǎng)電量每年便可為電廠增收2810余萬元。”在曹孝斌看來，在風(fēng)電限電較高的區(qū)域，此類項目意義更大，可以顯著提升風(fēng)電利用率，減少限電損失。

清潔能源供暖不僅要算經(jīng)濟(jì)賬，更要算生態(tài)賬，生態(tài)賬比經(jīng)濟(jì)賬更加亮眼。

山東核電提供的數(shù)據(jù)顯示，截至2023年1月底，“暖核一號”項目已完成三個供暖季，正在進(jìn)行第四個供暖季供暖任務(wù)，累計對外提供清潔熱量381.5萬吉焦，減少原煤消耗34.3萬噸，減排二氧化碳63萬噸;靈丘40萬千瓦風(fēng)電供暖項目，發(fā)電及供暖每年可為國家節(jié)約標(biāo)煤28萬噸，減排二氧化碳80萬噸。

上海成套院董事長、黨委書記顧皚在談到生物質(zhì)能參與供暖時表示，未來碳交易市場的不斷發(fā)展，或?qū)⒂行胶馇鍧嵞茉垂┡瘞淼纳鷳B(tài)價值與經(jīng)濟(jì)價值。“比如北京目前碳交易價格每噸二氧化碳約為100元，而每噸生物質(zhì)能顆粒燃料可減排二氧化碳2.6噸，那么便可額外獲得收益260元。”

“宜”字當(dāng)先，不能盲目上馬

面對清潔能源供暖這道“必答題”，一系列“答案”已浮出水面。雖然選擇眾多，但因地制宜仍然是首要標(biāo)準(zhǔn)。

中國工程院院士倪維斗看好生物質(zhì)能供暖在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用。他認(rèn)為，對缺少集中供暖基礎(chǔ)設(shè)施的農(nóng)村地區(qū)，生物質(zhì)能供暖作為分布式的清潔能源供暖方式是更加適宜的選擇。

生物質(zhì)能原料來自于農(nóng)林廢棄物，獲取便捷，經(jīng)專業(yè)加工后可直接燃燒使用，無需額外購買設(shè)備，具有成本低、使用便利的特性，適于農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用。但倪維斗也強調(diào)，生物質(zhì)能屬于分布式能源，應(yīng)就近利用，一旦運輸距離過長，不僅成本提升，其運輸過程也會額外消耗大量能源，應(yīng)因地制宜進(jìn)行規(guī)劃。

在集中供暖中應(yīng)用清潔能源，選擇什么樣的清潔能源供暖方式同樣重要。清潔能源開發(fā)受環(huán)境因素影響大，不同的清潔能源供暖方式有著顯著的區(qū)域性。

目前核能供暖的覆蓋范圍最高可達(dá)核電站周邊200至300公里，但采用熱電聯(lián)產(chǎn)式的核能供暖機組運行時需大量冷水進(jìn)行冷卻，因此僅適用于部分沿海地區(qū)。內(nèi)陸地區(qū)想用上核能供暖，則要寄希望于低溫供熱堆。如中核集團(tuán)研發(fā)的“燕龍”泳池式低溫供熱堆已列入吉林省遼源市相關(guān)項目規(guī)劃。

風(fēng)電供暖則對地區(qū)風(fēng)力資源有著較高要求，尤其看重當(dāng)?shù)仉妰r成本。“風(fēng)電供暖項目建設(shè)要因地制宜，除風(fēng)力資源外，還要充分考慮當(dāng)?shù)胤骞入妰r差、電成本或供熱補貼政策等因素。”曹孝斌提到，目前不同地區(qū)對于風(fēng)電供暖用電價格仍未有統(tǒng)一的政策標(biāo)準(zhǔn)，如部分地區(qū)可參照享受居民“煤改電”用電電價，但也有部分地區(qū)無相關(guān)政策。

對缺乏供暖基礎(chǔ)設(shè)施的南方地區(qū)，政府、企業(yè)、居民間的配合至關(guān)重要。

負(fù)責(zé)海鹽核能供暖項目建設(shè)運營的浙江零碳熱力有限責(zé)任公司總經(jīng)理陳鸝鸝提到，其所在公司主要負(fù)責(zé)海鹽核能供熱工程主管網(wǎng)建設(shè)，而主管網(wǎng)到居民家中的配套支網(wǎng)建設(shè)主體并不明確，權(quán)責(zé)劃分不清晰，導(dǎo)致資金無法落實，項目推進(jìn)困難，有待相關(guān)部門提供進(jìn)一步的政策指引。

同時，陳鸝鸝表示，南方地區(qū)開展清潔能源集中供暖面臨管網(wǎng)建設(shè)工程量大，項目投資額度大等瓶頸。項目建設(shè)亟須拓寬融資渠道，落實政策扶持，并加深居民對于核能供暖的認(rèn)知與了解。

清潔能源供暖作為新興事物正蓬勃發(fā)展，但目前仍面臨較大不確定性，各地區(qū)需結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源稟賦、資金情況、相關(guān)政策摸索前行。

“不論是集中還是分布式清潔能源供暖，都在特定區(qū)域和一定邊界下具備較好效益和推廣價值，不同技術(shù)選擇都需要因地制宜、一事一議，定制化地進(jìn)行路線選擇和方案設(shè)計。” 顧皚總結(jié)道。

不僅要瞄準(zhǔn)未來，還要兼顧當(dāng)下

清潔能源供暖方興未艾，但與此同時，部分傳統(tǒng)供暖企業(yè)卻陷入舉步維艱的困境。

在2022年供暖季中，黑龍江鶴崗等多個地區(qū)因供暖公司虧損加劇，導(dǎo)致供暖暫停。

清潔供熱產(chǎn)業(yè)委員會宣傳部部長孫小宇告訴記者：“目前北方集中供暖的熱價都是政府批復(fù)的指導(dǎo)熱價，市場的調(diào)節(jié)能力不足。近兩年煤炭價格大幅上漲，多地?zé)醿r處于‘倒掛’狀態(tài)，許多企業(yè)在‘賠本’供熱。”

孫小宇建議，當(dāng)下應(yīng)開展熱力市場化改革，理順能源價格與熱價關(guān)系，實施能源價格與熱價聯(lián)動。建立成本信息檔案，健全有效的成本約束機制，明確合理價格及聯(lián)動標(biāo)準(zhǔn)，使政府定價能夠覆蓋各環(huán)節(jié)成本，實現(xiàn)政府的民生責(zé)任、居民的取暖需求以及企業(yè)的合法權(quán)益相統(tǒng)一。

對清潔能源供暖來說，熱價同樣是有力的“指揮棒”。讓熱價“動起來”，不僅將改善傳統(tǒng)供暖企業(yè)生存狀況，同時也有利于清潔能源供暖發(fā)展。

一方面，以煤炭為代表的傳統(tǒng)化石能源價格時有波動，當(dāng)與熱價聯(lián)動后，成本較為穩(wěn)定的清潔能源將更具優(yōu)勢，增加地方政府和企業(yè)的投資積極性。

國家電投核能發(fā)展總工程師，山東核電有限公司黨委書記、董事長吳放舉例說，核能供暖項目投產(chǎn)后，核燃料價格占總成本比重較小，也更加穩(wěn)定，不會受到化石能源價格波動影響。

另一方面，清潔能源供暖也亟須建立符合自身特點的熱價體系。

曹孝斌認(rèn)為，現(xiàn)有的熱價定價機制仍是以火電為基準(zhǔn)，作為未來新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，清潔能源綜合價值應(yīng)高于火電。因此推廣應(yīng)用清潔能源供暖項目，需要建立相應(yīng)的成本監(jiān)審體系，提高清潔能源熱價定價標(biāo)準(zhǔn)，充分體現(xiàn)清潔能源價值，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

熱價改革著眼于解燃眉之急。瞄準(zhǔn)未來，供暖領(lǐng)域正醞釀一場真正的智慧轉(zhuǎn)型。

全面提升供熱系統(tǒng)能效與智能化水平，構(gòu)建安全低碳、清潔高效、智慧經(jīng)濟(jì)的新型供熱系統(tǒng)，推進(jìn)城鄉(xiāng)供熱節(jié)能低碳轉(zhuǎn)型，將成為推動“雙碳”目標(biāo)落實的重要舉措，清潔能源也將在其中扮演重要角色。

孫小宇表示，智慧供熱是未來供熱領(lǐng)域的一場系統(tǒng)化改革，在熱源側(cè)要推動清潔能源更多參與供暖并推廣多能互補模式;在熱網(wǎng)側(cè)則要推進(jìn)系統(tǒng)節(jié)能降碳改造，提升建筑能效水平;用戶端需要進(jìn)一步普及熱計量收費替代傳統(tǒng)的按取暖面積收費，為智慧供熱打下基礎(chǔ)。

正如一條“鯰魚”，雛形初現(xiàn)的清潔能源供暖攪動傳統(tǒng)能源主導(dǎo)的供暖領(lǐng)域，為供暖領(lǐng)域瞄準(zhǔn)“雙碳”目標(biāo)，開展智慧轉(zhuǎn)型，帶來更多可能。